new r&d

Duração:
48 meses
Financiamento:
18 M€ 
Demonstradores:
Suiça, Portugal e França

Objetivos

O projeto XFLEX pretende aumentar o potencial hídrico em termos de eficiência da instalação, disponibilidade e fornecimento de serviços de flexibilidade para o Sistema Elétrico (SE).

O cenário de elevada aposta em Fontes de Energia Renováveis (FER), resultante do processo de descarbonização, promove uma mudança drástica do SE na União Europeia, com uma integração massiva de FER não despacháveis e desconexão das chamadas unidades convencionais (emissoras de gases de efeito de estufa). Estas alterações influenciam em larga medida os serviços de balanceamento da rede elétrica, desafiando assim a operação e estabilidade do SE.

Torna-se então necessário uma maior flexibilização dos recursos despacháveis. As Centrais Hidroelétricas (CH) já apoiam significativamente a flexibilidade das FER em termos de capacidade de regulação, rápido controlo de frequência, rápido arranque e paragem, rápida transição para modo de bombagem, “ramping rate”, emulação de inércia, capacidade “fault ride through”, etc. O objetivo do XFLEX passa por demonstrar uma metodologia inovadora para a integração de sistemas de soluções tecnológicas hidroelétricas, sendo a velocidade variável crucial e uma referência para fornecer serviços de flexibilidade aprimorados, sendo avaliados por uma análise transversal do seu impacto ao nível tecnológico e de aspetos de mercado.

Em linha com a visão do projeto XFLEX de demonstração de soluções que permitirão uma maior integração de renováveis intermitentes no SE e com isso construir-se um futuro com baixos níveis de índices de carbono.

Os principais objetivos são:

  • Demonstrar o potencial aumento de fornecimento de serviços de flexibilidade ao SE por tecnologias hídricas, atingindo, simultaneamente, uma melhoria na eficiência média anual das instalações hidroelétricas e conferindo uma alta disponibilidade às CH e maximizando o seu desempenho;
  • Demonstração de funcionalidades inovadoras, de baixo custo, nas centrais hídricas presentes na demonstração, tais como: velocidade variável, regulação de potência de bombagem, hibridização com baterias, monitorização e digitalização avançada. As tecnologias hídricas em demonstração pretendem ser representativas do portfólio hídrico europeu, pelo que os desenvolvimentos poderão ser replicados para, praticamente, todos os tipos de CH na Europa.


 

Destaques

  • Consórcio liderado pela EPFL - Ecole Polytechnique Federale De Lausanne;
  • O NEW R&D irá liderar os pacotes de trabalho 7 e 8, que correspondem aos demonstradores de Alqueva, Alto Lindoso e Caniçada;
  • A EDP Produção irá liderar o pacote de trabalho 5, correspondente ao demonstrador de Frades 2.
     

Demonstradores

As demonstrações estão definidas para os casos CH de fio de água, armazenamento e armazenamento com bombagem para os casos de CH remodeladas, capacidade aumentada e existentes para ser aplicado e escalado para unidades de qualquer dimensão: 

  • Z’Mutt (Suíça): Central de Armazenamento por Bombagem que está atualmente equipada com 5 bombas de armazenamento e é parte constituinte do esquema hidroelétrico de Grande Dixence, localizado em Canton Valais, in Suíça. O objetivo é substituir a unidade 5 por uma nova turbina Francis reversível e de velocidade variável e assim, para potenciar a sua performance implementando o Smart Power Plant Supervisor (SPPS);
     
  • FRADES 2 (Portugal): CH com bombagem construída entre 2010 e 2017 no rio Rabagão, no Norte de Portugal. A CH de Frades 2, da EDP Produção, está equipada com 2 unidades de velocidade variável, composta por duas turbinas com bombagem acopladas a motores-geradores de 420 MVA. Estas unidades são as duas maiores máquinas de indução duplamente alimentadas da Europa, constituindo assim um avanço tecnológico a ter em conta para CH de velocidade variável;
     
  • Grand Maison (França): CH com bombagem construída nos meados dos anos 80, nos Alpes Franceses. Esta CH tem a maior capacidade instalada da Europa – 1800 MW. Os reservatórios a montante e a jusante tem uma capacidade de 150 milhões de m3 e 15 milhões de m3, respetivamente. As turbinas de Pelton utilizadas irão ser substituídas por turbinas semelhantes com uma potência de 170 MW;
     
  • Alqueva (Portugal): CH com bombagem é parte constituinte do complexo da Barragem do Alqueva, cuja infraestrutura permitiu a criação do maior lago artificial da Europa. Esta instalação é composta por duas CHs: Alqueva I, comissionada em 2004, constituída por turbinas Francis reversíveis com potência nominal de 129,6 MW em modo de geração e 106,9 MW em modo de bombagem; Alqueva II construída com o intuito de aumentar a potência da central, comissionado em 2017, adicionando mais duas turbinas reversíveis Francis, com potência nominal de 130 MW em modo de geração e 110 MW em modo de bombagem;
     
  • Alto Lindoso & Caniçada (Portugal): CH de armazenamento do Alto Lindoso, comissionada em 1992, é constituída por duas turbinas Francis verticais com uma potência nominal de 317 MW e estão conectadas a geradores de 350 MVA e possui uma queda de água compreendida entre 227 m e 288 m. A central mini-hídrica da Caniçada é uma unidade de queda de água média, sendo ideal para complementar o estudo feito na CH do Alto Lindoso, analisando assim casos diferentes ao nível da dimensão da instalação e da queda de água. A CH de armazenamento da Caniçada está em operação desde 1954 e foi remodelada em 2017/2018, tendo na sua constituição duas turbinas Francis verticais com uma potência nominal de 35 MW a 300 min-1 each, ligadas a geradores de 37 MVA e com uma queda de água entre 77 m e 121 m;
     
  • Vogelgrün (França): Construída em 1959 no Grand Canal d'Alsace, no rio Rhine. Vogelgrün é uma central de fio de água com quatro unidades Kaplan para uma queda de baixa altitude. Também inclui dois locks da maior importância para a navegação internacional em rios, com mais de 20000 navios por ano. Estas unidades têm sido utilizadas para o controlo do nível de água e do caudal, consoante vão surgindo novas necessidades para dar suporte à rede.
     

Âmbito do NEW R&D

O NEW R&D terá uma posição central e de liderança ao longo do desenvolvimento do projeto XFLEX e dos seus pacotes de trabalho, onde mais especificamente, irá:

  • Ser responsável por duas demonstrações em Portugal: Alqueva e Alto Lindoso, liderando as atividades de instalação e operação, assim como como as conclusões resultantes destas demonstrações (Pacotes de trabalho 7 e 8);
  • Apoiar a EDP P na outra demonstração a realizar em Portugal, Frades 2;
  • Desempenhar um papel importante no pacote de trabalho 2, liderando a definição de casos/modelos de negócio para o fornecimento de serviços de flexibilidade para o sistema elétrico;
  • Traçar e atualizar o Plano de Gestão de Risco durante o projeto, incluindo identificação de riscos, planeamento de mitigação de riscos, qualificação e quantificação de riscos.
  • Participar ativamente na avaliação dos benefícios das soluções de flexibilidade desenvolvidas no pacote de trabalho 11.

 

 

Parceiros